2013年11月7日,英国和韩国签署了一项新的有关氢和燃料电池技术的合作协议。
燃料电池技术的能量转换率较常规发电方法高,使用的燃料有天然气或氢气,这也使得该技术更加经济、实用,尤其是在能源日益枯竭导致价格上涨的情况下。
英国帝国理工大学教务长James Stirling和韩国浦项科技大学教务长兼执行副校长签署了一项合作备忘录,以加强两国在氢和燃料电池技术研究领域的进一步合作。
未来能源实验室(简称“EFL”)是学院跨学科能源研究的重心,引领着被称作氢和燃料电池SUPERGEN中心的全国氢和燃料电池技术研究中心(简称“H2FC SUPERGEN”)。该中心是由能源项目研究理事会资助。EFL的主任Colin Smith和H2FC SUPERGEN的主任Nigel Brandon教授讨论此备忘录的潜在影响及其对英国的贡献。
什么是燃料电池,他们是如何工作的?
燃料电池是一种通过高效电化学反应将两种燃料中化学能转化为电能的一种装置。其中还原剂是天然气或氢气,氧化剂是氧气,通常用空气代替。当燃料电池用于驱动热电联产设备时,能够就地为住宅或更大的建筑物产成电和热。在发电过程中,由于没有碳氧化物生成,氢气作为燃料可以延长电池寿命。但是,碳排放还取决于氢气的制造方法和过程。
英国的燃料电池技术处于何种水平?
燃料电池技术已经应用于诸多领域,涌现出一批优秀的企业,比如帝国理工学院的校办企业Ceres Power。
英国打算将氢气作为介质,将不断增多的可再生能源存储起来。伦敦也正在运行数辆燃料电池客车,很有可能在英国实现氢燃料电池车的商业化。
同时英国在该领域拥有一流水平,通过H2 FC SUPERGEN将相关研究机构紧密联系起来。
为什么目前韩国在氢燃料电池领域处于领先地位?
在包括燃料电池在内的能源技术领域韩国投入巨资,反映出该国能源相对短缺。对于部分燃料,像天然气和氢气,燃料电池的发电效率最高,这对韩国开拓该产业的国内外市场十分有益。
韩国目前如何使用这项技术,以及对未来的展望是什么?
韩国致力于开发燃料电池技术的诸多应用领域,包括发电机和用于交通行业的氢燃料电池车。到2014年,首尔政府将建立29个氢和燃料电池工厂。
这项协议将如何指导两国的燃料电池产业发展?
英国和韩国共同研究氢和燃料电池技术并进行产业合作。比如,英国Ceres Power和韩国K D Navien合作研发燃料电池锅炉。由韩国制造厂商LG占主要股份的Rolls-Royce Fuel Cells Systems在研发燃料电池发电机。它可以就地发电,通过减少输电线的架设以及在输电过程中的损失,降低常规能源发电造成的影响,从而提高发电效率。
随着这些技术的深入开发,该备忘录将为加强两国之间联系创造一个巨大的机会。
在研发燃料电池中的遇到困难是什么?
燃料电池技术长期的商业化面临的主要问题是如何进一步改进其性能。比如,电极的性能将随着时间的延长而降低,残余的机械应力不断累积最终引起部件的失效。如果厂家能够延缓该失效,将会降低成本。该方面的研究需要两国研究机构和产业界开展密切合作,这也将作为合作中的重点。
你能勾绘出未来氢燃料电池应用的画面吗?
作为低碳和高能效资源,氢气和燃料电池在低碳经济中将发挥重要作用。
氢燃料电池是可能在交通中去碳化的少数几种方式中的一种。近些年来,汽车厂家在该领域做出了很大成绩,德国等国家承诺在2-3年内,推行氢燃料电池车的商业化。英国也紧跟步伐,英国政府正在考虑通过UK H2 Mobility programme来实施燃料电池车的商业化。
研究人员目前面临的挑战是寻找一种能够有效存储可再生能源的方法。氢气是一种理想的能量存储介质,可以存储间歇式发电产生的大量能量,例如风电场。正在研究的燃料电池的可逆反应可以将电通过电解水的方式将能量存储在氢气中,当需要用电时,再由燃料电池将暂存在氢气中的能量用来发电。
燃料电池也可在家庭中用于驱动锅炉,相比目前的发电机,燃料电池能够更高效、灵活地产生热和电。它也可以使用当前的燃料,例如:天然气和可持续性更强的沼气或氢气。